CN220173695U - 散热机构及变流器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种散热机构及变流器。散热机构至少部分设置在柜体的容纳腔内，包括：第一散热模块，第一散热模块至少部分设在容纳腔中，包括水冷板，用于吸收功率器件产生的热量；第二散热模块，设置在柜体的进风口位置，包括第二水风换热器，第二散热模块与第一散热模块连接，第二散热模块用于对水冷板输出的冷却液进行散热；管路连接件，连接第一散热模块和第二散热模块以形成冷却液的循环路径；百叶模块，百叶模块设置在柜体的进风口位置，百叶模块靠近第二散热模块设置；空气经过进风口处的百叶模块的百叶片之间的间隙和第二水风换热器进入柜体。变流器包括上述散热机构。通过上述设置，散热机构的散热效率更高、防护效果更好。

Description

散热机构及变流器

技术领域

本实用新型涉及变流器技术领域，尤其涉及一种散热机构及变流器。

背景技术

目前的大功率变流器在使用时会存在发热的问题，大多变流器采用纯风冷的方案，需要的散热器件较多、散热翅片较密、风道长度较长等，因此整体风阻较大，也有采用水风换热器和空空换热器进行散热，风道长度较长，另外由于变流器常常会在户外进行工作，进入柜体的空气中会参杂水汽、颗粒等杂质，通常将风口设计成复杂的迷宫形式百叶，使得风阻较大、散热效率较低。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种散热效果更好的散热机构及变流器。

基于上述目的，本实用新型提供了一种散热机构，至少部分设置在柜体的容纳腔内，包括：

第一散热模块，第一散热模块至少部分设在容纳腔中，包括水冷板，功率器件设置在水冷板上，第一散热模块用于吸收功率器件产生的热量；

第二散热模块，第二散热模块设置在柜体的进风口位置，包括第二水风换热器，第二散热模块与第一散热模块连接，第二散热模块用于对水冷板输出的冷却液进行散热；

管路连接件，连接第一散热模块和第二散热模块以形成冷却液的循环路径；

百叶模块，百叶模块设置在柜体的进风口位置，百叶模块靠近第二散热模块设置，包括框体以及设置在框体内的若干百叶片；

空气经过进风口处的百叶模块的百叶片之间的间隙和第二水风换热器进入柜体。

进一步的，第一散热模块还包括第一水风换热器，分别通过管路连接件分别与水冷板和第二水风换热器连接，用于吸收容纳腔的热量。

进一步的，百叶片包括第一叶片和第二叶片，第一叶片和第二叶片的下端和框体机械连接，第一叶片与第二叶片连接，第一叶片和第二叶片延伸的平面与水平面之间的夹角为锐角。

进一步的，第一叶片的上端高于第二叶片的上端，形成有挡水部。

进一步的，单个百叶片通过筋条开模一体、折弯、搭接形成。

进一步的，第一叶片延伸的平面与水平面之间的夹角设置为大于等于15°且小于等于40°，第二叶片延伸的平面与水平面之间的夹角设置为大于等于15°且小于等于40°。

进一步的，百叶模块的最小进风面积与百叶模块的总进风面积的比值设置为大于等于0.6。

进一步的，挡水部的挡水面积与百叶模块的最小进风面积的比值设置为小于等于1/3。

本申请还提供一种变流器，包括：如上所述的散热机构；

多个功率器件；

柜体，柜体设置有容纳空间，用于容纳部分散热机构和功率器件；

柜体上设置有进风口和出风口，空气经过进风口处的百叶模块以及进风口流入容纳空间，并从出风口流出容纳空间。

进一步的，变流器还包括用于吸入和排出空气的风机，风机设置在容纳空间内，靠近出风口设置。

进一步的，风机设置为轴流风机或离心风机，出风口设置在与风机的转轴垂直的柜体表面上。

进一步的，变流器还包括隔板，隔板将容纳空间分隔为第一腔体和第二腔体，第一腔体为密封的容纳腔；第一散热模块和多个功率器件设置在第一腔体内，第二散热模块设置在第二腔体内。

本实用新型提供了一种散热机构及变流器。该散热机构通过在第二散热模块内设置散热翅片，提高了散热模块的散热效率。且通过将第二散热模块靠近百叶模块设置，使得散热翅片能够进一步阻挡水汽，也使散热机构的风阻更低，在保证散热机构的防护效果的同时，提高了散热效率。

附图说明

图1是根据本实用新型提供的散热机构的结构示意图；

图2是根据本实用新型一种实施例提供的散热机构的结构示意图；

图3是根据本实用新型提供的第一散热模块的结构示意图；

图4是根据本实用新型提供的百叶模块的剖视图；

图5是根据本实用新型另一实施方式提供的百叶模块的剖视图；

图6是根据本实用信息提供的百叶模块的最小进风面积和总进风面积的投影示意图；

图7是根据本实用信息提供的百叶模块的一个百叶片的挡水部面积的投影示意图；

图8是根据本实用新型提供的变流器的剖视图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本实用新型进行详细描述，但这些实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

如图1所示，本申请提供了一种散热机构100，该散热机构100至少部分设置在柜体101中的容纳腔102内。该散热机构100包括位于容纳腔102中的第一散热模块11、位于容纳腔102外的第二散热模块12、连接第一散热模块11和第二散热模块12的管路连接件13、以及靠近第二散热模块12设置的百叶模块14。散热机构100用于对功率器件21进行散热。为了清楚的说明本申请的技术方案，以图1中示出的前、后、左、右、上、下方向作为本实施例中散热机构100的前、后、左、右、上、下方向。

其中，第一散热模块11包括水冷板111，功率器件21设置在水冷板111上，第一散热模块11用于吸收功率器件21产生的热量；

第二散热模块12至少部分设置在柜体101的进风口103位置，用于对水冷板111输出的冷却液进行散热；

管路连接件13，连接第一散热模块11和第二散热模块12以形成冷却液的循环路径；

百叶模块14设置在柜体101的进风口103且与第二散热模块12相邻的位置，百叶模块14包括框体142以及设置在框体142内的若干百叶片141，空气经百叶模块14和第二散热模块12进入柜体101。

通过上述设置，将在进风口103处相邻设置百叶模块14和第二散热模块12作为一个整体来实现高防护的目的，在实现高防护的同时，实现很好的通风散热效果；在同样的防护等级下，风道更阻力更低，比常规的迷宫型百叶方案的风阻下降80％以上，可以获得更大风量，提升整机的散热效果。

作为一种可能的实现方式，第一散热模块11还包括设置在容纳腔102中的第一水风换热器112，第一水风换热器112通过管路连接件13分别与水冷板111和第二散热模块12连接，用于吸收容纳腔102的热量。

通过上述设置，散热机构100对容纳腔102以及功率器件21的热量进行集中散热处理，提高了散热机构100对功率器件21的散热效率。

如图2所示，作为一种可能的实现方式，冷却液在水冷板111处吸收功率器件21的热量，并流至第二散热模块12进行散热，散热后的冷却液流至第一水风换热器112，吸收容纳腔102内的热量，并回流至水冷板111，可以防止经第二散热模块12冷却后的冷却液在不被水冷板111加热的情况下进入第一水风换热器112，以保证合适的第一水风换热器112的出风温度。

通过将第一散热模块11以及功率器件21设置在容纳腔102内，并将第二散热模块12单独设置，可避免外部灰尘进入容纳腔102内，造成功率器件21的损坏。同时，通过第二散热模块12对冷却液进行散热，使得散热机构100的散热较为集中，提高了散热机构100的散热效率。

作为一种可能的实现方式，第二散热模块12包括第二水风换热器121，第二水风换热器121通过管路连接件13分别与水冷板111和第一水风换热器112连接。

通过采用水风换热器，利用其换热特性和防护特性，提高散热机构100的防护性能和散热效果。

作为一种可能的实现方式，管路连接件13包括管路131和接头132，管路131提供冷却液的流动路径，接头132用于管路131与管路131或管路131与其它部件之间的连接。

作为一种可能的实现方式，散热机构100还包括用于输送冷却液的水泵15，水泵15设置在冷却液的循环路径上的任意位置。如图2所示，本申请实施例中，以水泵15设置在第一水风换热器112和第二水风换热器121之间为例说明，水泵15通过管路131和接头132连接至第一水风换热器112和第二水风换热器121，冷却液在水冷板111处吸收功率器件21的热量，并流至第二水风换热器121进行散热，散热后的冷却液回流至水泵15，然后经水泵15后，流至第一水风换热器112，吸收容纳腔102内的热量，并回流至水冷板111。

如图3所示，作为一种可能的实现方式，第一散热模块11还包括靠近第一水风换热器112设置的风扇113，容纳腔102内的空气被风扇113吸入第一水风换热器112，经过第一水风换热器112冷却后，再由风扇113排入容纳腔，空气中的热量由冷却液吸收并带出容纳腔102，通过使用风扇113加快容纳腔102内的散热循环，使得第一散热模块11对容纳腔102的散热效率更高。

如图4所示，作为一种可能的实现方式，第二散热模块12设置在柜体101内，其包括用于提高散热效率的多个散热翅片122。百叶模块14设置在柜体101外侧上，靠近进风口103处的第二散热模块12设置。空气经过百叶模块14和散热翅片122进入柜体101，对第二散热模块12中的冷却液进行散热。

如图4所示，百叶片141包括第一叶片1411和第二叶片1412，框体142至少部分与柜体101机械连接，第一叶片1411和第二叶片1412的下端和框体142机械连接，第一叶片1411的上端与第二叶片1412上端连接，第一叶片1411和第二叶片1412延伸的平面和水平面之间的夹角为锐角，第二叶片1412位于百叶模块14的迎风侧。

空气经过百叶模块14的各百叶片141之间的间隙的和各散热翅片122之间的间隙进入柜体101，对第二散热模块12中的冷却液进行散热。

通过上述设置，百叶模块14可以防止水汽、水滴等进入柜体101，在实现高防护的同时，空气通过百叶模块14时，所经历的弯折更少，从而使百叶模块14的风阻更低，提高了百叶模块14的通风效果。

作为一种可能的实现方式，第一叶片1411的上端高于第二叶片1412的上端，形成有挡水部1413，以增加防护能力。

需要说明的是，根据实际需求，例如在风阻需求较低的场景中，在保证散热机构100高防护的前提下，第一叶片1411的上端可设置为与第二叶片1412的上端平齐，如图5所示，即不设置挡水部1413，从而进一步减少百叶模块14的风阻。

作为一种可能的实现方式，单个百叶片141通过筋条开模一体、折弯、搭接形成，第一叶片1411上端和第二叶片1412的上端可以固定连接，也可以是非固定连接，即第一叶片1411上端和第二叶片1412的上端只是表面接触。百叶片141与框体142固定连接，其中，百叶片141与框体142之间的连接方式可以为焊接、螺栓连接或是其他连接方式，以使百叶片141的连接更加稳固。

作为一种可能的实现方式，第一叶片1411延伸的平面与水平面之间的第一夹角设置为大于等于15°且小于等于40°，第二叶片1412延伸的平面与水平面之间的第二夹角设置为大于等于15°且小于等于40°，第一夹角和第二夹角可以相等也可以不相等。

通过上述设置，第一叶片1411与第二叶片1412之间的连接更加稳定，空气进入百叶模块14后，弯折的角度更小，进而使百叶模块14的风阻更低，同时兼具高防护性能，防止水汽、水滴等进入柜体101。

作为一种可能的实现方式，百叶模块14的最小进风面积与百叶模块14的总进风面积的比值设置为大于等于0.6。

如图6所示，定义第一投影平面105，百叶模块14沿第一投影平面105延伸，第一投影平面105与水平面垂直，百叶模块14的总进风面积是指百叶模块14沿第一投影平面105的法线方向在第一投影平面105的投影的面积。

定义第二投影平面106，第二投影平面106与第一投影平面105的交线与水平面平行，第二叶片1412所处平面与第二投影平面106垂直，则，百叶模块14的最小进风面积是指百叶模块14沿第二投影平面106的法线方向在第二投影平面106上的投影的面积。

作为一种可选的实现方式，百叶模块14的最小进风面积与总进风面积的比值可以等效为相邻的第二叶片1412之间的最小间距与相邻的第二叶片1412沿散热机构100上下方向上的距离的比值。

通过上述设置，可使百叶模块14兼具高防护的同时，进风量更大，从而散热效果更好，提高散热机构100整体的防护性能和散热效果。

如图7所示，作为一种可能的实现方式，挡水部1413的挡水面积与百叶模块14的最小进风面积的比值设置为小于等于1/3。其中，百叶模块14的挡水面积是指各第一叶片1411上端超出第二叶片1412的部分沿第二投影平面106的法线方向在第二投影平面106上的投影的面积之和。挡水部1413的挡水面积与百叶模块14的最小进风面积的比值可以等效为第一叶片1411上端距离第二叶片1412的最小距离与相邻的第二叶片1412之间的最小间距的比值。

通过上述设置，空气进入百叶模块14后的弯折更小，百叶模块14中风道的局部阻力更低，又同时能外部防止水滴、水汽等进入，百叶模块14的防护效果会更好。

另外，第二散热模块12中的散热翅片122可进一步阻挡外部的水滴和水汽，提高散热机构100的防护效果。同时，通过将百叶模块14靠近第二散热模块12设置，可利用第二散热模块12的换热特性和防护特性，无需增加额外防护，使得散热机构100的风道长度短、风阻更小，在实现高防护的同时实现很好的通风散热效果。

如图8所示，本申请还提供了一种变流器200，变流器200包括上述散热机构100。该变流器200还包括柜体101、多个功率器件21、进风口103和出风口104。

具体的，柜体101内设置有容纳空间102，功率器件21和至少部分散热机构100位于容纳空间中。进风口103和出风口104分别设置在柜体101上，容纳空间通过进风口103和出风口104与外界连通。百叶模块14靠近进风口103设置，百叶模块14设置在柜体101的外侧，空气经过百叶模块14以及进风口103流入容纳空间，并从出风口104流出容纳空间，将热量散出。

通过上述设置，可通过百叶模块14过滤空气中的水分、灰尘等，对柜体101内变流器200的各部分结构、器件等进行保护，提高了变流器200的可靠性、使用的安全性。

如图8所示，变流器200还包括用于吸入和排出空气的风机16，风机16设置在容纳空间内，风机16靠近出风口104设置。

作为一种可能的实现方式，风机16可以为轴流风机，风机16的转轴沿水平方向或竖直方向设置，出风口104设置在与风机16的转轴垂直的柜体101表面上。

通过上述设置，第二散热模块12的一侧设置有百叶模块14，另一侧设置有轴流风机，可使进风口103和出风口104之间的风道减短、风阻降低，从而提高第二散热模块12的散热效率。

另外，由于本申请的散热机构100的设置，在同样风量下，风道阻力大大降低，因此风机16可以采用轴流风机，可以大幅降低散热成本，同时也能保持高防护的效果。

作为另一种可能的实现方式，风机16为离心风机，风机16的转轴沿水平方向设置，进风口103与出风口104对立设置在柜体101的两个侧面。

通过上述设置，变流器200的进风量提高，从而使变流器200的散热效果更好。

作为一种可能的实现方式，变流器200还包括隔板17，隔板17设置在柜体101中，将容纳空间102分隔为第一腔体102a和第二腔体102b，以使第一腔体102a形成密封的容纳腔102。第一腔体102a可以设置在第二腔体102b上侧，也可以与第二腔体102b互为左右设置。第一散热模块11和多个功率器件21设置在第一腔体102a内，第二散热模块12设置在第二腔体102b内。具体的，隔板17可设置为一块或多块，第二水风换热器121可通过管路131穿过隔板17分别与第一水风换热器112以及水冷板111连接。

通过上述设置，可避免第二腔体102b内的灰尘等进入第一腔体102a，以对第一腔体102a内的功率器件21进行保护，防止功率器件21损坏。

综上，本申请通过将在进风口103处相邻设置百叶模块14和第二散热模块12作为一个整体来实现高防护的目的，在实现高防护的同时，实现很好的通风散热效果；即在同样的防护等级下，风道更阻力更低，可以获得更大风量，提升整机的散热效果。

尽管为示例目的，已经公开了本实用新型的优选实施方式，但是本领域的普通技术人员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本实用新型的范围和精神的情况下，各种改进、增加以及取代是可能的。

Claims (12)

1.一种散热机构，至少部分设置在柜体的容纳腔内，其特征在于，包括：

第一散热模块，所述第一散热模块至少部分设在所述容纳腔中，包括水冷板，功率器件设置在水冷板上，所述第一散热模块用于吸收所述功率器件产生的热量；

第二散热模块，所述第二散热模块设置在所述柜体的进风口位置，包括第二水风换热器，所述第二散热模块与所述第一散热模块连接，所述第二散热模块用于对所述水冷板输出的冷却液进行散热；

管路连接件，连接所述第一散热模块和第二散热模块以形成所述冷却液的循环路径；

百叶模块，所述百叶模块设置在所述柜体的进风口位置，所述百叶模块靠近所述第二散热模块设置，包括框体以及设置在所述框体内的若干百叶片；

空气经过进风口处的所述百叶模块的百叶片之间的间隙和所述第二水风换热器进入所述柜体。

2.如权利要求1所述的散热机构，其特征在于，所述第一散热模块还包括第一水风换热器，分别通过管路连接件分别与所述水冷板和第二水风换热器连接，用于吸收所述容纳腔的热量。

3.如权利要求1所述的散热机构，其特征在于，所述百叶片包括第一叶片和第二叶片，第一叶片和第二叶片的下端和框体机械连接，所述第一叶片与所述第二叶片连接，第一叶片和第二叶片延伸的平面与水平面之间的夹角为锐角。

4.如权利要求3所述的散热机构，其特征在于，所述第一叶片的上端高于所述第二叶片的上端，形成有挡水部。

5.如权利要求3所述的散热机构，其特征在于，单个所述百叶片通过筋条开模一体、折弯、搭接形成。

6.如权利要求3所述的散热机构，其特征在于，所述第一叶片延伸的平面与水平面之间的夹角设置为大于等于15°且小于等于40°，所述第二叶片延伸的平面与水平面之间的夹角设置为大于等于15°且小于等于40°。

7.如权利要求3所述的散热机构，其特征在于，所述百叶模块的最小进风面积与所述百叶模块的总进风面积的比值设置为大于等于0.6。

8.如权利要求4所述的散热机构，其特征在于，所述挡水部的挡水面积与所述百叶模块的最小进风面积的比值设置为小于等于1/3。

9.一种变流器，其特征在于，包括：

如权利要求1～8任一项所述的散热机构；

多个功率器件；

柜体，所述柜体设置有容纳空间，用于容纳所述部分散热机构和所述功率器件；

所述柜体上设置有进风口和出风口，空气经过进风口处的所述百叶模块以及所述进风口流入所述容纳空间，并从所述出风口流出所述容纳空间。

10.如权利要求9所述的变流器，其特征在于，所述变流器还包括用于吸入和排出空气的风机，所述风机设置在所述容纳空间内，靠近所述出风口设置。

11.如权利要求10所述的变流器，其特征在于，所述风机设置为轴流风机或离心风机，所述出风口设置在与所述风机的转轴垂直的柜体表面上。

12.如权利要求9所述的变流器，其特征在于，所述变流器还包括隔板，所述隔板将所述容纳空间分隔为第一腔体和第二腔体，所述第一腔体为密封的容纳腔；所述第一散热模块和多个功率器件设置在所述第一腔体内，所述第二散热模块设置在所述第二腔体内。